DE2354808B2

DE2354808B2 - PRESSURE-ACTUATED DISPLAY DEVICE FOR MEASURING OR CONTROL PURPOSES

Info

Publication number: DE2354808B2
Application number: DE19732354808
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7051 Kleinheppach; Grösch Helmut 7012 Schmiden Fischer
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1973-11-02
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2354808A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Anzeigevorrichtung für Meß- oder Regelzwecke, mit einem entlang einer Skala bewegbaren Zeiger und einer druckmittelbeaufschlagten Balgfeder, die über ein flexibles, mit einem Ende konzentrisch im Gelenkpunkt eines Hebelgestänges, dessen Endpunkt der Zeiger ist, aufgerolltes und entgegen der Federwirkung der Balgfeder von einer Rückzugfeder gespanntes Zugorgan mit dem Zeiger in Wirkverbindung stehtThe invention relates to a pressure medium-operated display device for measuring or control purposes, with a pointer that can be moved along a scale and a bellows spring acted upon by pressure medium, which has a flexible, with one end concentric at the hinge point of a lever linkage, the end point of which is the pointer, Rolled up tension member tensioned by a return spring against the spring action of the bellows spring is in operative connection with the pointer

Bei Anzeigevorrichtungen dieser Art tritt das Problem auf, daß der in den Balg eingeführte festgelegte 5» Druckbereich jeweils in vollem Umfang auf die Skala übertragen werden soll, so daß also bei vollem Hub des ' Balges beispielsweise auch die Anzeige von Null bis 100% auf der fest angeordneten Skala erfolgen soll. Solche festen, d. h. unverstellbaren Skalen sind beispielsweise an den bekannten pneumatischen Einschubeinheiten vorgesehen. Die Zeiger können dabei über eine Geradführung geführt werden oder eine Kreisbahn beschreiben.In the case of display devices of this type, the problem arises that the fixed 5 »introduced into the bellows Pressure range is to be transferred in full to the scale, so that with the full stroke of the ' Bellows, for example, should also display from zero to 100% on the fixed scale. Such fixed, d. H. non-adjustable scales are, for example, on the known pneumatic slide-in units intended. The pointers can be guided over a straight line or a circular path describe.

Nachdem aber bei der Fertigung nicht alle Bälge gleiche Federeigenschaften aufweisen und deren wirksame Flächen auch unterschiedlich sind (Toleranzen), bedeutet das, daß je nach Balg dem festen Druckbereich ein unterschiedlicher Hub zukommt Es ist daher bekanntgeworden zur Bereichseinstellung eine justiereinrichtung vorzusehen (HöneywelkProspekt Vumatic). Sei einer solchen justiereinrichtung ist der Zeiger mit einem Hebelarm versehen, an dem ein mit dem Balg in Verbindung stehendes, als Band ausgebildetes Zugorgan angelenkt ist Der Anlenkpunkt des Bandes an dem Hebel ist dabei Ober ein Verschraubung so verstellbar, dafi sich sein Radius zur Schwenkachse des Zeigers verändert Verstellt man bei der bekannten Einrichtung den Anlenkpunkt, so ergibt sich eine Sinusabhängigkeit dieser Verstellung, was bewirkt, daß sich auch der Nullpunkt mitverschiebt, der vorher durch eine andere justiereinrichtung eingestellt wurde. Bei der Verstellung des Anlenkpunktes des Bandes am Hebel ändert sich also der Abstand zwischen dem Anlenkpunkt und dem freien Ende des Balges, wo das Band ebenfalls angelenkt ist Dies wirkt sich in einer Schwenkbewegung des Zeigers- aus. Durch Korrektur der Länge des Bandes (ebenfalls mit einer Verschraubung) muß eine Nullpunktkorrektur vorgenommen werden. Nach der Nullpunktkorrektur muß dann nochmals der Hubbereich angepaßt werden. Es liegt auf der Hand, daß eine solche iterative Einstellung der Justiereinrichtung sehr umständlich istBut since not all bellows have the same spring properties and their effective properties during manufacture Areas are also different (tolerances), this means that depending on the bellows the fixed pressure area there is a different stroke. It has therefore become known to use an adjusting device for range setting to be provided (Höneywelk brochure Vumatic). The pointer is such an adjusting device provided with a lever arm on which a pulling element, which is in connection with the bellows and is designed as a band is articulated The articulation point of the tape on the lever is adjustable via a screw connection so that that its radius changes to the pivot axis of the pointer. This is adjusted in the case of the known device the pivot point, this results in a sinusoidal dependence of this adjustment, which causes the Shifts the zero point that was previously by another adjustment device has been set. When adjusting the articulation point of the tape on the lever changes So the distance between the point of articulation and the free end of the bellows where the belt is also articulated is This results in a swiveling movement of the pointer. By correcting the length of the tape A zero point correction must be carried out (also with a screw connection). After The zero point correction must then be adjusted again to the stroke range. It is obvious that one such iterative setting of the adjusting device is very cumbersome

Es ist zwar auch druckmittelbetäügte Anzeigevorrichtungen der eingangs genannten Art bekanntgeworden (DT-AS U 29 715), bei denen das freie Ende einer druckbeaufschlagbaren Bourdonfeder über einen Zugfaden mit einer Schnurrolle in Verbindung steht auf welcher der Zugfaden aufgerollt ist und durch eine Spannbcndanordnung stets unter einer gewissen Vorspannung gehalten wird. Mit der Schnurrolle verbunden 1st ein Zeiger, dessen Ausschlag auf einer Skala angezeigt wird. Bei diesen Anzeigevorrichtungen können zwar Lagerreibung oder Hystereseerscheinungen vermieden werden, aber es ist nicht möglich, eine Bereichseinstellung vorzunehmen, wenn der Maximalausschlag der Bourdonfeder, bedingt durch Herstellungstoleranzen, dem dadurch hervorgerufenen Zeigerausschlag und dem entsprechenden Skalabereich nicht entspricht. Zwar ließe sich auch bei dieser Anordnung eine Nullpunkteinstellung noch verhältnismäßig einfach durchführen dadurch, daß die Länge des Zugfadens in ähnlicher Weise verändert wivd, wie das bei einer anderen Anzeigevorrichtung für Manometer bekanntgeworden ist (DT-Gbm 18 81 771). Dort ist an dem freien Ende einer Bourdonfeder eine Zugstange angelenkt und zwar mit Hilfe einer mit einem exzentrischen Stift versehenen Schraube, bei deren Verdrehung sich gegenüber einem Übertragungsgestänge die wirksame Länge der Stange verändert Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, eine Nullpunkteinstellung vorzunehmen, jedoch nicht die Größe des Zeigerausschlages bei vorgegebener Ausschlagbewegung der Bourdonfeder vorzunehmen.It is admittedly also display devices operated by means of pressure media of the type mentioned became known (DT-AS U 29 715), in which the free end a pressurizable Bourdon tube is connected to a cord roller via a pull thread which the pull thread is rolled up and is always kept under a certain pretension by a tensioning strap arrangement. Connected to the line roller Is a pointer whose deflection is indicated on a scale. In these display devices bearing friction or hysteresis phenomena can be avoided, but it is not possible to Adjust the range when the maximum deflection of the Bourdon tube, due to manufacturing tolerances, the pointer deflection caused thereby and the corresponding scale range not is equivalent to. It is true that a zero point setting would still be relatively easy with this arrangement perform by changing the length of the pull thread in a similar manner to that of a Another display device for pressure gauges has become known (DT-Gbm 18 81 771). There is on that free end of a Bourdon tube articulated a pull rod with the help of a with a eccentric pin provided screw, when rotated against a transmission linkage the effective length of the rod changed. With such an arrangement it is possible to carry out a zero point adjustment but not the size of the pointer deflection for a given deflection movement to make the Bourdon spring.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine justiereinrichtung für eine Anzeigevorrichtung vorzuschlagen, bei der der Hubbereich des Balges an den Skalabereich angeglichen werden kann, wie das auch bei den vorher erwähnten Anzeigevorrichtungen (Honeywell-Prospekt Vumatic) der Fall ist, bei der aber die Nullpunkteinstellung durch eine solche Bereichseinstellung nicht beeinflußt werden kann. Es sollen also Bereichseinstellung und Nullpunkteinstellung voneinander unabhängig sein.The present invention is therefore based on the object of an adjusting device for a display device to propose in which the stroke range of the bellows can be adjusted to the scale range, as is also the case with the aforementioned display devices (Honeywell prospectus Vumatic) however, the zero point setting cannot be influenced by such a range setting. It that is, the range setting and the zero point setting should be independent of one another.

Die Erfindung besteht darin, daß der Gelenkpunkt des Hebelgestänges unabhängig von dessen übrigen Teilen gegenüber dem Gehäuse der Anzeigevorrichtung über eine exzenterbetätigte Verstelleinrichtung verstellbar ist, die zur gleichzeitigen Verschiebung des Gelenkpunktes und Veränderung des wirksamen Hebelarmes des Zugorganes dient. Durch diese Ausgestaltung wirdThe invention consists in that the hinge point of the Lever linkage regardless of the remaining parts of the housing of the display device an eccentric adjusting device is adjustable, which is used for the simultaneous displacement of the hinge point and changing the effective lever arm of the pulling element is used. This configuration is

es möglich, den Radius des Anlenkpunktes gegenüber der Schwenkachse des Zeigers zu verändern, ohne daß der Winkel, den der durch den Anlenkpunkt gehende Radius gegenüber der Zeigerrichtung besitzt, sich ändert Das bedeutet, daß der Nullpunkt nicht verändert wird, wohl aber eine Bereichseins'ellung möglich istit possible to oppose the radius of the pivot point to change the pivot axis of the pointer without the angle that the going through the pivot point Radius opposite to the direction of the pointer, changes This means that the zero point does not change is, but a range setting is possible

Um eine dem Maximalausschlag des Zeigers entsprechende Schwenkbewegung des Hebelgestänges zu erreichen, ist es vorteilhaft wenn das Zugorgan den Gelenkpunkt des Hebelgestänges in eirem entsprechenden Winkel umschlingt Als Zugorgan kann zweckmäßig in an sich bekannter Weise ein flexibles Band dienen, dessen seitliche Kanten abgerundet ausgebildet sind Versuche haben gezeigt daß bei Bändern mit abgerundeten Kanten eine Million Lastwechsel ohne weiteres überschritten werden können, was bei Bändern mit rechteckigem Querschnitt und scharfen Kanten nicht der Fall ist Es ist natürlich auch möglich, als Zugorgan einen Draht oder einen Seilzug vorzusehen.To a pivoting movement of the lever linkage corresponding to the maximum deflection of the pointer achieve, it is advantageous if the pulling element corresponds to the pivot point of the lever linkage Wraps around an angle As a pulling element, a flexible one can expediently be used in a manner known per se Serving tape, the side edges of which are rounded. Experiments have shown that at Belts with rounded edges can easily exceed one million load cycles can, which is not the case with ribbons with a rectangular cross-section and sharp edges It is natural also possible to provide a wire or a cable pull as the pulling element.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by means of an exemplary embodiment with reference to the drawing in FIG explained in more detail below. It shows

F i g. 1 eine Anzeigevorrichtung in perspektivischer Darstellung und mit aufgeschnittenem Gehäuse undF i g. 1 shows a display device in perspective Representation and with the housing cut open and

Fig.2 den Verstellmechanismus aus Fig. 1, von der Rückseite her gesehen.2 shows the adjusting mechanism from FIG. 1, of which Seen from the rear.

Nach der Zeichnung besteht die Anzeigevorrichtung aus einem Gehäuse 1, an dessen Stirnseite 2 eine Skala 3 und verschiedene, nictit gezeigte Schalter angebracht sind. Entlang der herausziehbaren Skala 3 sind zwei Zeiger 4,5 beweglich angeordnet von denen einer 4 den jeweiligen Istwert und der andere 5 den Sollwert anzeigt. Der Zeiger 5 besitzt dabei eine durchsichtige Stirnseite mit einem Anzeigestrich 5a, durch die der Zeiger 4 erkennbar ist. In der gezeigten Stellung ist Sollwert und Istwert gleich groß. Sollwertzeiger 5 und Istwertzuiger 4 decken sich daher. Wie das seitlich offene Gehäuse 1 erkennen läßt, setzen sich die Zeiger 4, 5 im Inneren desselben jeweils als Hebelgestänge 6 bzw. 7 fort welche koaxial zueinander jeweils an einem Ende eines Winkelhebels 8 bzw. 9 in den Lagerstellen 10 angelenkt sind. Die jenseits der Lagerstellen 10 liegenden Enden 11 der Hebel 6, 7 nehmen die festen Lagersteüen 12 für die Zeiger 4,5 im Gehäuse 1 auf.According to the drawing, the display device consists of a housing 1, on the end face 2 of which there is a scale 3 and various switches not shown are attached. Along the pull-out scale 3 are two Pointer 4,5 movably arranged, of which one 4 the respective actual value and the other 5 the target value indicates. The pointer 5 has a transparent face with an indicator line 5a through which the Pointer 4 can be seen. In the position shown, the setpoint and the actual value are the same. Setpoint pointer 5 and Actual value indicators 4 therefore coincide. As the laterally open housing 1 shows, the pointers are set 4, 5 inside the same in each case as a lever linkage 6 and 7, which are coaxial with one another in each case on one End of an angle lever 8 or 9 are articulated in the bearings 10. Those beyond the camps 10 lying ends 11 of the levers 6, 7 take the fixed bearing parts 12 for the pointer 4, 5 in the housing 1.

Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind im Gehäuse 1 zwei druckluftbeaufschlagte Meßbälge 13,14 angeordnet von denen jeder einem der beiden Zeiger 5, 4 zugeordnet ist Aufbau und Wirkungsweise der Meßbälge 13,14 entsprechen einander, so daß sie im folgenden nur an dem auf den Zeiger 4 arbeitenden Meßbalg 13 erläutert werden sollen. Der Meßbalg 13 besitzt ein frei bewegliches Bodenstück 13, welches mit einem Stößel 14 starr verbunden ist. Am Ende des Stößels 16 greift ein dünnes flexibles Stahlband 17 an. Das als Stahlband ausgebildete Zugorgan 17 umschlingt konzentrisch eine gehäusefeste Achse, die den Drehpunkt des Winkelhebels 8 bildet. Nach Umschlingung der Achse im Gelenkpunkt 18 ist — wie aus F i g. 2 ersichtlich — das Ende des Stahlbandes 17 am Winkelhebel 8 befestigt. Der Zeiger 4 wird also durch den Meßbalg 13 über den Stößel 16, das Stahlband 17 und den am Hebel 6 gelenkig angreifenden Winkelhebel 8 betätigt Der Hub des Meßbalges 13 ist also proportional dem Ausschlag des Zeigers 4 entlang der Skala 3. Demnach muß der Umschlingungswinkel des Stahlbandes 17 um den auf der Drehachse liegenden Gelenkpunkt 18 so groß gewählt sein, daß das Stahlband 17 über den gesamten Schwenkbereich des Zeigers 4 ein Drehmoment auf diesen bzw. unmittelbar auf den Winkelhebel 8 auszuüben vermag.As can also be seen from FIG. 1, two measuring bellows 13, 14 to which compressed air is applied are located in the housing 1 arranged, each of which is assigned to one of the two pointers 5, 4 Measuring bellows 13, 14 correspond to one another, so that they only work on the pointer 4 in the following Measuring bellows 13 are to be explained. The measuring bellows 13 has a freely movable bottom piece 13, which with a plunger 14 is rigidly connected. A thin, flexible steel band 17 engages at the end of the plunger 16. The tension member 17, designed as a steel band, concentrically wraps around an axis fixed to the housing, which forms the fulcrum of the angle lever 8 forms. After looping around the axis at the hinge point 18, as shown in FIG. 2 can be seen - the end of the steel band 17 attached to the angle lever 8. The pointer 4 is so by the Measuring bellows 13 over the plunger 16, the steel strip 17 and the angled lever 8 which acts in an articulated manner on the lever 6 actuated The stroke of the measuring bellows 13 is proportional to the deflection of the pointer 4 along the Scale 3. Accordingly, the angle of wrap of the steel belt 17 must be around that lying on the axis of rotation Articulation point 18 be chosen so large that the steel strip 17 over the entire pivoting range of the pointer 4 Can exert torque on this or directly on the angle lever 8.

Der wirksame Hebelarm, mit dem das Stahlband am Winkelhebel 8 angreift ist in F i g. 2 mit »a« bezeichnet. Der Hebelarm a könnte konstant gehalten werden, vorausgesetzt, Federcharakteristik und Hub eines jeden Meßbalges (ζ. Β. 13) sind gleich. Da diese Forderung indessen fertigungstechnisch nicht verwirklichbar ist, muß eine Justiermöglichkeit vorgesehen sein. Hierzu wird der Hebelarm a herangezogen. Dieser ist — wie insbesondere aus F i g. 2 erkennbar — durch eine exzenterbetätigte Verstelleinrichtung 19 variierbar. Dreht man an einer Schraube 20 (F i g. 1), so läßt sich der Gelenkpunkt 18 in beiden Richtungen jeweils um den Betrag »e« verschieben. Da das Stahlband 17 konzentrisch zu dem Gelenkpunkt 18 aufgerollt ist, bewirkt die Verschiebung des letzteren zwar eine Änderung des wirksamen Hebelarmes a, nicht jedoch eine Verkürzung des Stahlbandes 17 in bezug auf den Meßbalg 13. Es erfolgt somit die gewünschte Anpassung des Meßbereiches an die Balgcharakteristik, ohne daß sich der Zeiger 4 bewegt, d. h. ohne gleichzeitige (unerwünschte) Nullpunktveränderung.The effective lever arm with which the steel band engages the angle lever 8 is shown in FIG. 2 labeled "a". The lever arm a could be kept constant, provided that the spring characteristics and stroke of each measuring bellows (ζ. Β. 13) are the same. Since this requirement cannot be realized in terms of production technology, an adjustment option must be provided. The lever arm a is used for this purpose. This is - as in particular from FIG. 2 recognizable - can be varied by an eccentric adjusting device 19. If you turn a screw 20 ( FIG. 1), the hinge point 18 can be shifted in both directions by the amount "e". Since the steel band 17 is rolled up concentrically to the hinge point 18, the displacement of the latter causes a change in the effective lever arm a, but not a shortening of the steel band 17 in relation to the measuring bellows 13. The desired adaptation of the measuring range to the bellows characteristics takes place without the pointer 4 moving, ie without a simultaneous (undesired) change in the zero point.

Es bleibt noch zu erwähnen, daß das Stahlband 17 möglichst dünn ausgebildet und durch nachträgliches Schleifen abgerundete Kanten aufweisen soll. Eventuelle beim Schneiden des Bandes entstandene Risse des federharten Bandmaterials werden dadurch wieder beseitigt bzw. es kann die Entstehung künftiger Risse von vornherein verhindert werden. Das Resultat ist eine wesentliche Steigerung der Lastspielzahl und damit eine entsprechende Verlängerung der Lebensdauer der gesamten Anzeigevorrichtung.It remains to be mentioned that the steel strip 17 is made as thin as possible and can be made afterwards Sanding should have rounded edges. Any cracks that may have occurred during the cutting of the tape Spring-hard strip material is thereby removed again or future cracks can develop prevented from the outset. The result is a significant increase in the number of load cycles and thus a corresponding extension of the service life of the entire display device.

Die Meßbälge 13, 14 sind aus federhartem Material CuBe hergestellt. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Meßfeder, wie sie bei vergleichbaren bekannten Anzeigevorrichtungen unerläßlich ist, eingespart. Vielmehr fungieren die Meßbälge 13, 14 dank dem federharten Material CuBe und einer besonderen Formgebung, wie sie aus der Zeichnung hervorgeht, zugleich als pneumatischer Antrieb-und Meßfeder.The measuring bellows 13, 14 are made of a spring-hard material CuBe. This way it becomes an additional Measuring spring, as it is indispensable in comparable known display devices, saved. Much more the measuring bellows 13, 14 function thanks to the spring-hard material CuBe and a special one Shaping, as it emerges from the drawing, at the same time as a pneumatic drive and measuring spring.

Durch eine geringe Dicke des Stahlbandes 17 in Verbindung mit einem Aufrollen desselben auf möglichst kleinem Radius läßt sich der Sinusfeder bei einer Hebelübersetzung vermeiden und die Schwankung des freien Balgendes ohne nennenswerten Einfluß auf die Anzeigegenauigkeii halten.Due to a small thickness of the steel strip 17 in connection with rolling it up as much as possible small radius, the sine spring can be avoided with a leverage and the fluctuation of the Keep the bellows free without any noticeable influence on the accuracy of the display.

Um das Stahlband 17 ständig straff zu halten und damit eine optimale Effizienz desselben zu erreichen, ist eine Spiralfeder 21 vorgesehen, die mit ihrem innenliegenden Ende am Winkelhebel 8 angreift. Das andere Ende der Spiralfeder 21 ist — wie F i g. 1 zeigt — im Gehäuse 1 befestigt (Festpunkt 22).In order to keep the steel band 17 taut at all times and thus to achieve optimum efficiency of the same, is a spiral spring 21 is provided which engages the angle lever 8 with its inner end. That the other end of the spiral spring 21 is - as in FIG. 1 shows - fixed in the housing 1 (fixed point 22).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Druckmittelbetätägte display device for Measurement or control purposes, with a pointer which can be moved along a scale and a pointer to which pressure medium is applied Bellows spring, which has a flexible, with one end concentric at the hinge point of a Lever linkage, whose end point is the pointer, rolled up and against the spring action of the> o The tension member, tensioned by a return spring, is in operative connection with the pointer, characterized in that the pivot point (18) of the lever linkage (8) is independent of its remaining parts opposite the housing (1) of the display device via an eccentric Adjusting device (19, 20) is adjustable. the. to simultaneous displacement of the hinge point (18) and change of the effective lever arm (a) of the Pulling element (17) is used *>

2. Display device according to claim t, characterized in that the tension member (17) the pivot point (18) of the lever linkage (8) encloses at such an angle that one of the Maximum deflection of the pointer (4) corresponding * 5 pivoting movement of the lever linkage (8, 6) can be effected.

3. Display device according to claim 1 and 2, characterized in that as a pulling element in itself known way a flexible band is used

4. Display device according to claim 3, characterized in that the lateral edges of the flexible tape (17) are rounded.

5. Display device according to claim 1 and 2, characterized gekennaeichnet that a pulling element Wire or a cable is provided